酸性大红G/ZnO核壳结构纳米复合材料的制备和应用研究

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近些年随着人们对环保的要求提高,发达国家提出“绿色壁垒”,纺织行业自身面临新的问题及挑战。为应对这些挑战,为了提高服装的安全性、功能性和舒适性,顺应节能、环保和绿色社会的发展的要求,本课题通过对酸性大红G和氧化锌的复合,对酸性大红G改性,以克服染料的毒性并赋予复合染料抗菌等功能,是酸性大红G染料新一代的替代品。本课题用反相微乳液法制备酸性大红G/氧化锌纳米核壳结构功能染料,并对该复合染料抗菌性和印染方面进行了研究。本课题是国家自然科学基金“酸性大红/ZnO核壳结构纳米复合材料制备基础研究”的一部分。(编号50873081)实验采用由课题组研究的十二烷基硫酸钠/正戊醇-二甲苯-水(盐水)拟三元体系相图和电导率结果,确定最佳的微乳液体系的比例为m(十二烷基硫酸钠):m(正戊醇):m(二甲苯):=2:3:5。使SDS/正戊醇-二甲苯-水的微乳液与SDS/正戊醇-二甲苯-Zn(NO3)2溶液的微乳液混合,进行盐析,使酸性大红G染料在反相微乳液体系的水核中重结晶出来,从而产生纳米级别的染料,然后加入SDS/正戊醇-二甲苯-NaOH溶液的微乳液,通过Zn(NO3)2和NaOH在酸性大红G染料上反应生ZnO,形成以ZnO为壳的包裹层。制备出酸性大红G/ZnO纳米核壳结构功能染料。并采用XRD、TEM对制备出的纳米核壳结构复合材料进行表征。考察了盐析时间、硝酸锌溶液浓度、氢氧化钠溶液浓度对酸性大红G/氧化锌核壳结构纳米功能染料制备的影响,确定了最佳工艺,并对该最佳工艺条件下制备的纳米核壳染料进行抗菌和染色,实验表明:①在一定的抗菌剂浓度,作用时间120min的情况下,纳米核壳功能染料抗菌剂对大肠杆菌的抑杀作用达98%以上。②相同染色工艺下,纳米核壳染料的牢固度等要优于传统酸性大红G染料。本课题研究出来的酸性大红G/氧化锌纳米核壳结构功能性染料除了具备基本的染料的色彩特性外,还具有抗菌性和染整性能。这将为运用纳米科技在染整行业进行创新和改造提供了理论和实验依据。
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